Comparaison approfondie de la PT100, du compteur mécanique et de la mesure de la température par fibre optique

Analyse des trois principales méthodes de surveillance de la température de l'huile de transformateur : de la détection mécanique traditionnelle à la détection par fibre optique

Le transformateur étant l'équipement central du système électrique, la température de son huile isolante interne est directement liée à la sécurité et à la durée de vie de l'équipement. Une température élevée de l'huile entraîne un vieillissement accéléré de l'isolation, voire une défaillance. À l'heure actuelle, la surveillance de la température de l'huile du transformateur adopte principalement trois méthodes de mesure de la température : mécanique, électronique (PT100) et fibre optique avancée.

Cet article se penche sur les principes, les avantages et les inconvénients de ces trois techniques, ainsi que sur les scénarios applicables.

1. thermomètres mécaniques (pression/bimétal)

Il s'agit du “thermomètre” de transformateur le plus traditionnel, dans les anciens transformateurs de petite et moyenne taille, dont le représentant le plus typique est le suivantBWYpeut-êtreBWRThermostat de niveau d'huile de la série.

• Principe de fonctionnement : l'utilisation principale des paquets de température dans le milieu sensible à la température (liquide ou gaz) par dilatation thermique, à travers le tube capillaire sera transférée à la pression de l'élément élastique (tube de Bourdon), de manière à entraîner l'aiguille pour indiquer la température. Certains petits transformateurs utilisent également des thermomètres bimétalliques.

• Pour :

  • Grande fiabilité : Structure purement mécanique, ne dépendant pas d'une alimentation électrique externe, même si la perte de puissance de l'ensemble de la station peut être lue intuitivement sur le terrain.

  • Protection primaire : Généralement doté de contacts d'alarme et de déclenchement (nœuds durs), directement connectés à la boucle de contrôle, il constitue un élément important de la protection non électrique du transformateur.

  • Faible coût : Simple à entretenir et moins coûteux.

• Limites :

  • Précision limitée : Les entraînements mécaniques sont sujets à des erreurs et ont un temps de réponse lent.

  • Fonction unique : En général, seule la température supérieure de l'huile peut être mesurée, ce qui rend difficile l'analyse numérique de précision à distance.

2. capteurs de température électroniques (PT100/ RTD)

À mesure que le niveau d'automatisation des postes augmente, les indications purement mécaniques ne peuvent plus répondre aux besoins des systèmes SCADA (acquisition de données et contrôle de surveillance), et la PT100 est devenue le pilier de la surveillance numérique.

• Principe de fonctionnement : l'utilisation de la valeur de résistance du métal platine (Pt) avec les changements de température et le changement linéaire des caractéristiques de la PT100, c'est-à-dire, à 0 ℃ valeur de résistance de 100 Ω. À travers le transmetteur sera converti en un signal de résistance standard 4-20mA signal de courant ou Modbus transmission de signal numérique à l'arrière-plan.

• Pour :

  • Haute précision et bonne linéarité : Large plage de mesure et très précise dans la zone de température de fonctionnement.

  • Intégration facile : Accès pratique aux systèmes d'automatisation intégrés pour la surveillance à distance en temps réel et l'analyse des tendances des données historiques.

• Limites :

  • Faible capacité anti-interférence : Des champs électromagnétiques puissants existent autour du transformateur, et les fils et sondes métalliques ont tendance à induire des tensions parasites, ce qui entraîne des sauts ou des distorsions dans les données de mesure, nécessitant d'excellentes mesures de blindage.

  • Risques liés à l'isolation : En tant que conducteur métallique, il ne peut pas pénétrer profondément dans la zone de haute tension à l'intérieur des enroulements du transformateur pour une mesure directe, et ne peut généralement être utilisé que pour mesurer la température de la paroi du réservoir ou de l'huile supérieure.

3. technologie de mesure de la température par fibre optique (fibre fluorescente/fibre à grille)

La mesure de la température par fibre optique représente l'état actuel de la technologie dans des scénarios tels que la très haute tension, les grands transformateurs principaux et les scénarios avec des exigences élevées en matière d'intelligence. En particulier, la mesure de la température à l'aide de laMesure de la température par fibre optique fluorescentequi est appréciée pour ses propriétés isolantes uniques.

• Comment cela fonctionne-t-il ?

  • Principe de la rémanence de la fluorescence : La substance fluorescente située à l'extrémité de la sonde est excitée par la lumière pulsée et émet une lumière rémanente dont la durée de vie (temps de décroissance) est liée de manière monotone à la température. Le calcul du temps de décroissance permet de déterminer avec précision la température.

• Points forts :

  • Sécurité intrinsèque (haute isolation) La fibre optique est composée de dioxyde de silicium, qui est complètement isolé et passif. Cela signifie qu'elle peutPré-encastré directement dans les enroulements du transformateur(c'est-à-dire la surveillance du “point chaud du bobinage”), ce qui est absolument impossible avec les PT100 et les thermomètres mécaniques.

  • Immunité électromagnétique : La transmission du signal optique est totalement exempte de l'interférence de champs électromagnétiques puissants provenant du transformateur, les données sont stables et fiables, et aucune couche de blindage n'est nécessaire.

  • Longévité : Résistants à la corrosion et aux environnements d'huile à haute pression, ils sont généralement conçus pour durer jusqu'à 30 ans, soit la même durée de vie que le transformateur.

• Scénarios applicables :

  • Nécessité d'un contrôle directTempérature du point chaud de l'enroulement(Winding Hot Spot) clé du transformateur principal.

  • Transformateurs de conversion ou équipements à très haute tension dans des environnements électromagnétiques extrêmement complexes.

Résumé et recommandations de sélection

Conclusion :

Dans la construction des sous-stations intelligentes modernes, ces trois méthodes ne sont souvent pas “l'une ou l'autre”, mais complémentaires et coexistantes. Les thermomètres mécaniques sont généralement configurés pour une indication in situ et une protection de base, le PT100 est utilisé pour transmettre à distance la température de l'huile supérieure, et les systèmes de mesure de la température par fibre optique sont introduits pour surveiller avec précision les températures des points les plus chauds des enroulements, le cœur du transformateur, afin d'évaluer avec précision la capacité de surcharge et la durée de vie de l'isolation du transformateur.